GNN-Based Predictive Consensus Node Selection for Blockchain-Enabled UAV Networks

doi:10.1109/jiot.2026.3718662

GNN-Based Predictive Consensus Node Selection for Blockchain-Enabled UAV Networks

2026-07-31

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AI

DOI：10.1109/jiot.2026.3718662

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无人机网络与区块链技术的集成已日益被采用，以实现分布式空中系统中的安全去中心化协同。在区块链系统中，共识机制对于保证共享数据的一致性起着关键作用。然而，具有不可靠无线链路的无人机网络的高度动态三维拓扑结构可能导致因连接变化频繁而引发共识失败。本文中，区块链系统中的共识节点选择变得尤为重要。为解决此问题，我们开发了一种基于图神经网络（GNN）的共识节点选择算法，用于支持区块链的无人机网络。GNN特别适用于高度动态无人机网络中的共识稳定性预测，因为无人机拓扑自然形成图结构。为实现轻量级设计，我们仅采用相对角度作为GNN的边特征，该角度被我们的理论分析证实是三维共识稳定性的主导因素。仿真结果表明，基于GNN的共识节点选择将共识成功率提高了约17.34%。此外，仅将相对角度作为GNN的边，使所提算法在低计算开销成本下实现近最优的共识成功率，每轮共识的推理延迟仅为8.05毫秒。

Keyword:

Consensus mechanism

consensus node selection

graph neural network (GNN)

relative angle

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